[发明专利]按钮开关

说明书

本发明涉及按钮开关，其包括能够用于，例如，电子家庭用具的 操纵装置中的压电元件。

这种按钮开关基本上是如图1所示构造的。例如，在电子家庭用 具的操作前板的后面设置压电元件10并将其支撑在固定基座14上。 此外，在第一电极16和第二电极18之间设置压电元件10，以使得当 由手指19以在图1中指示的操作方向上施加压力或者力F时，在两 个电极16，18处释放与所施加的力F成比例的电荷Q。因此能够通 过测量该电荷Q确定按钮开关的致动，必要的致动距离是非常小的。

使用这种按钮开关与现有的按钮开关相比具有一些优点。由于致 动距离最小，机械地移动的部分不会磨损，并且按钮开关的简单的和 机械鲁棒性的设计是可能的。此外，电子家庭用具的操作前板不需要 任何开口或凸起(elevation)或缺口，这就是按钮开关被配置为防湿 的且能够以简单的方式清洁操作前板的原因。

描述了包括压电元件的该类型的按钮开关，例如，在 EP0553881B1中。

本发明基于开发上述类型的按钮开关的目的，包括以能够对产生 的测量信号进行更好的处理的方式的压电元件。

通过具有权利要求1的特征的按钮开关实现该目的。本发明的有 益实施例和开发是从属权利要求的主题。

根据本发明的按钮开关具有在第一电极和第二电极之间设置的 压电元件，其是以当在压电元件上施加压力时，在第一和第二电极之 间产生电压的方式设置的，该按钮开关还包括放大器电路，该放大器 电路的第一输入连接到压电元件的第一电极且其第二输入连接到压电 元件的第二电极。通过电压源的方式操作放大器电路，且在其输出产 生放大的电压作为在压电元件的第一和第二电极之间的测量信号。在 压电元件的第一和第二电极之一和放大器电路的电压源的基准点之 间，还连接附加电压源，该附加电压源的工作电压大于压电元件的第 一和第二电极之间的最大电压。

因为通过放大器电路的方式将在压电元件的第一和第二电极之 间产生的电压作为放大的测量信号输出，原则上能够更容易地处理测 量信号。通过提供附加电压源，在放大器电路的两个输入和在输出在 任何时间排他地发生正电压，这也促进了产生的测量信号的处理。

在本发明的优选实施例中，选择附加电压源的工作电压大约为放 大器电路的电压源的工作电压的一半。以这样的方式，在放大器电路 的输出的测量信号的静态电平大约位于动态范围的中心。

上述设计的按钮开关用于，例如，操作装置，具体地说用于另外 设置有具有至少一个A/D输入连接的控制器的电子家庭用具的操作装 置，该输入连接连接到至少一个按钮开关的放大器电路的输出。

在本发明的一个实施例中，几个按钮开关的放大器电路的输出还 可以经由模拟多路复用电路连接到控制器的A/D输入连接。

通过参考附图，本发明的上述和另外的特征和优点将从下面优选 的、非限制的说明性实施例的说明中变得更容易理解，在附图中：

图1示出了根据本发明的按钮开关的机械结构的示意性图示；

图2示出了根据本发明的第一说明性实施例的按钮开关的结构的 示意性框图；

图3A到C示出了施加的力(F)，由电极产生的电压(Uin)和 测量信号(Uout)的示意性时序图，用于解释图2的按钮开关的操作；

图4示出了根据本发明的第二说明性实施例的按钮开关的结构的 示意性框图；

图5A和5B示出了施加的力(F)或者测量信号(Uout)的示意 性时序图，用于解释图4的按钮开关的操作；和

图6示出了具有用于处理本发明的几个按钮开关的测量信号的模 拟多路复用电路的控制器的示意性框图。

在下面的内容中参考附图描述的本发明的按钮开关能够有益地 用于操作装置，特别用于电子家庭用具(火炉、铁架、洗衣机、烘干 机、洗碗机等)的操作装置。但本发明不限于这些应用。

按钮开关的机械结构实质上对应于具有压电元件的现有按钮开 关的机械结构。如图1所示，在例如玻璃陶瓷架的操作装置的操作前 板12之后设置压电元件10、且在固定基座14上支撑该压电元件10。 在该设置中，夹在操作前板12侧上的第一电极16和固定基座18侧上 的第二电极18之间容纳压电元件10。

现在将参考图2和3更详细地描述本发明的按钮开关的第一说明 性实施例的结构和操作。